【題目】磁流體發(fā)電機，又稱等離子發(fā)電機，是根據(jù)霍爾效應(yīng)，利用導(dǎo)電流體與磁場發(fā)生相對運動而發(fā)電的新型發(fā)電機。磁流體發(fā)電機的原理如圖所示。在相距為d，且足夠長的甲、乙兩金屬板間加有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，兩板通過開關(guān)S和燈泡相連。將氣體加熱到使之高度電離，由于正負(fù)電荷一樣多，且?guī)щ娏烤鶠?/span>q，故稱為等離子體。將其以速度v噴入甲、乙兩板之間，這時甲、乙兩板就會聚集電荷，產(chǎn)生電壓，它可以直接把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能。試問：

(1)圖中哪個極板是發(fā)電機的正極？

(2)發(fā)電機的電動勢多大？

(3)設(shè)噴入兩極間的離子流每立方米有n對一價正負(fù)離子，等離子體流的截面積為S，則發(fā)電機的最大功率多大？

【答案】(1)甲板是正極 (2)E=Bdv (3)

【解析】試題分析：

(1)根據(jù)左手定則判斷板的極性；

(2)離子在運動過程中同時受電場力和洛倫茲力，二力平衡時 兩板間的電壓穩(wěn)定；

(3)推導(dǎo)出電流的微觀表達式，然后根據(jù)P=EI求電功率。

(1) 左手定則知正離子向上偏轉(zhuǎn)，所以甲帶正電；

(2) 開關(guān)斷開時，兩板間電壓穩(wěn)定時滿足： ，所以U=Bdv，則發(fā)電機的電動勢E=Bdv；

(3) 等離子體流的速度為v，則單位時間內(nèi)噴入等離子體的長度為v，體積為vs，則電荷量為：vsnq，電流，則功率P=EI=Bdv×nqsv=nBdqsv2。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】為研究一均勻帶電球體A周圍靜電場的性質(zhì)，小華同學(xué)在干燥的環(huán)境中先將A放在一絕緣支架上（如圖甲所示），再將另一小球B用絕緣細(xì)線懸掛在玻璃棒上，調(diào)節(jié)玻璃棒的高度，使兩個球的球心在同一水平線上。當(dāng)B球穩(wěn)定于P點時，細(xì)線與豎直方向的夾角為θ。已知小球B的質(zhì)量為m，所帶電荷量為-q，且q遠小于球A所帶的電荷量，球A與球B之間的距離遠大于兩球的半徑。

（1）根據(jù)上述信息

求：①A球激發(fā)的電場在P點的方向

②A球激發(fā)的電場在P點的場強大小E0

（2）現(xiàn)緩慢移動鐵架臺，并調(diào)節(jié)玻璃棒的高度，使小球B從P點沿水平方向逐步移動到Q點，用刻度尺測出P點正右方不同位置到P點的距離x，并采取上述方法確定出該位置對應(yīng)的電場強度E，然后作出E-x圖象，如圖乙所示，x軸上每小格代表的距離均為x0，且為已知量。

①根據(jù)圖象估算P、Q兩點間電勢差UPQ的大��；

②根據(jù)圖像定性說明A球正右方單位長度的電勢差隨x的變化情況。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，有一對平行金屬板，兩板相距為0.05m，板間電壓為10V，兩板之間有勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B0=0.1T，方向與金屬板面平行并垂直于紙面向里．圖中右邊有一半徑R為0.1m、圓心為O的圓形區(qū)域內(nèi)也存在勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為，方向垂直于紙面向里．一正離子沿平行于金屬板面，從A點垂直于磁場的方向射入平行金屬板之間，沿直線射出平行金屬板之間的區(qū)域，并沿直徑CD方向射入圓形磁場區(qū)域，最后從圓形區(qū)域邊界上的F點射出．已知速度的偏向角θ＝60°，不計離子重力．求：

（1）離子速度v的大小；

（2）離子的比荷q/m；

（3）離子在圓形磁場區(qū)域中運動時間t．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，位于水平桌面上的物塊P,由跨過定滑輪的輕繩與物塊Q相連，從滑輪到P和到Q的兩段繩都是水平的。已知Q與P之間以及P與桌面之間的動摩擦因數(shù)都是μ,物塊Q的質(zhì)量是m,物塊P的質(zhì)量是2m,滑輪的質(zhì)量、滑輪上的摩擦都不計。若用一水平向右的力F拉P使它向右做勻速運動，則F的大小為

A. 2μmg B. 3μmg C. 4μmg D. 5μmg

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】火車在一段平直軌道上向正北方向勻變速行駛時，乘客利用身邊的器材測出火車的加速度。其測量過程如下：乘客一邊看著窗外每隔100m的路標(biāo)，一邊用手表記錄著時間。乘客觀測到其所在車廂從經(jīng)過第一根路標(biāo)到經(jīng)過第二根路標(biāo)的時間間隔為8s，從經(jīng)過第一根路標(biāo)到經(jīng)過第三根路標(biāo)的時間間隔為18s。請你根據(jù)乘客的測量情況，求：

（1）火車的加速度

（2）火車經(jīng)過第三根路標(biāo)時的速度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（題文）用如圖所示的光電管研究光電效應(yīng)的實驗中，用某種頻率的單色光a照射光電管陰極K，電流計G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。而用另一頻率的單色光b照射光電管陰極K時，電流計G的指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，那么（ ）

A. a光的波長一定大于b光的波長

B. 增加b光的強度可能使電流計G的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)

C. 用a光照射光電管陰極K時通過電流計G的電流是由d到c

D. 只增加a光的強度可使通過電流計G的電流增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲、乙都是使用電磁打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗裝置圖．

(1)較好的裝置是______(填“甲”或“乙”)；

(2)某同學(xué)用關(guān)系式mgh＝ mv2驗證機械能是否守恒，他采用較好的裝置進行實驗，得到如圖丙所示的一條完整紙帶，將紙帶上打出的第一個點標(biāo)為A點，第二個點標(biāo)為B點，后面依次類推，分別標(biāo)為C、D、E、F、G、H、I，則在D點時重物運動的速度大小為_______ m/s.(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(3)若當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/span>g＝9.80 m/s2，比較重物在A、D間的勢能變化ΔEp和動能變化ΔEk的大小關(guān)系為：ΔEk________ΔEp(填“＞”、“＝”或“＜”)，分析造成的原因是______．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)利用豎直上拋小球的頻閃照片驗證機械能守恒定律．頻閃儀每隔0.05 s閃光一次，用毫米刻度尺測得相鄰兩個時刻小球上升的高度分別為s1＝26.3 cm，s2＝23.68 cm，s3＝21.16 cm，s4＝18.66 cm，s5＝16.04 cm，該同學(xué)通過計算得到不同時刻的速度如下表所示(當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/span>g＝9.80 m/s2，小球質(zhì)量m＝0.10 kg)：

(1)上面測量高度的五個數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字讀數(shù)要求的是______段，應(yīng)記作 ______ cm；

(2)由頻閃照片上的數(shù)據(jù)計算t2時刻小球的速度v2＝______ m/s；(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

(3)從t2到t5時間內(nèi)，重力勢能增量ΔEp＝______ J，動能減少量ΔEk＝______ J；(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

(4)在誤差允許的范圍內(nèi)，若ΔEp與ΔEk近似相等，從而驗證了機械能守恒定律．由上述計算所得ΔEp________ΔEk(選填“>”“<”或“＝”)，造成這種結(jié)果的主要原因是____________．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】a、b、c三個α粒子由同一點垂直場強方向同時進入偏轉(zhuǎn)電場，其軌跡如圖所示，其中b恰好飛出電場，由此可以肯定（　�。�

A. 在b飛離電場的同時，a剛好打在負(fù)極板上

B. 進入電場時，c的速度最大，a的速度最小

C. b和c同時飛離電場

D. 動能的增量相比，a的最小，b和c的一樣大

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